高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)激振控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、疲勞試驗(yàn)機(jī)是一種用于在常溫狀態(tài)下測(cè)量金屬及其構(gòu)件受到拉伸、壓縮或拉壓交變載荷力的疲勞性能、疲勞壽命等試驗(yàn)的機(jī)器，它被廣泛用于許多重要工程領(lǐng)域的材料試驗(yàn)，如航空航天、交通運(yùn)輸?shù)取ｋ娨核欧狡谠囼?yàn)機(jī)由于其具有輸出大推力、大位移等優(yōu)點(diǎn)，可以彌補(bǔ)電磁諧振式試驗(yàn)機(jī)的不足，在未來(lái)的金屬疲勞試驗(yàn)中將發(fā)揮重要作用，具有良好的發(fā)展前景。
　　本文以電液伺服高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)為應(yīng)用背景，對(duì)其核心部件——電液激振器及其控制技術(shù)進(jìn)行研究。本文將一種具有雙運(yùn)

2、動(dòng)自由度的2D激振閥應(yīng)用于電液激振器，可將疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作頻率提高至2500Hz，同時(shí)分別實(shí)現(xiàn)激振器振動(dòng)的激振頻率控制和振動(dòng)幅值控制。為了對(duì)高頻電液激振器的振動(dòng)中心進(jìn)行偏置控制從而實(shí)現(xiàn)疲勞試驗(yàn)機(jī)輸出拉壓交變載荷，采用一個(gè)數(shù)字伺服閥與2D激振閥并聯(lián)作用于雙出桿液壓缸實(shí)現(xiàn)激振中心位置的偏置控制。論文的主要內(nèi)容和研究成果如下:
　　第一章，論述了研究疲勞試驗(yàn)機(jī)的目的和意義;分析介紹了機(jī)械式振動(dòng)、電磁諧振式和電液伺服式三類疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作

3、原理，闡述了國(guó)內(nèi)外的疲勞試驗(yàn)機(jī)及其控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀。
　　第二章，介紹了電液伺服高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)及其核心部件——電液激振器的組成和工作原理。將數(shù)字伺服閥與2D激振閥并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)對(duì)激振器的激振中心位置進(jìn)行偏置控制，從而實(shí)現(xiàn)疲勞試驗(yàn)機(jī)拉壓交變載荷的變換。論述了2D激振閥和數(shù)字伺服閥的結(jié)構(gòu)原理和工作原理并建立了它們的數(shù)學(xué)模型。
　　第三章，用Matlab及Simulink對(duì)由2D激振閥和數(shù)字伺服閥構(gòu)成的電液系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真，對(duì)它在

4、不同激振頻率和振動(dòng)幅值情況下的輸出頻率特性和幅值特性進(jìn)行了仿真分析。
　　第四章，搭建了以TMS320F2812為CPU的電液激振器嵌入式控制器的硬件平臺(tái)，完成相應(yīng)軟件程序編寫，構(gòu)建了高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)的激振控制系統(tǒng)。
　　第五章，對(duì)電液激振器在不同激振頻率和幅值下的輸出載荷波形進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分別測(cè)得激振頻率為50Hz、100Hz、300Hz、600Hz、800Hz、1000Hz、1500Hz、2500Hz和閥口軸向開度為0.